2024届高考化学复习讲义第八章水溶液中的离子反应与平衡第七讲沉淀溶解平衡考点一难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用含答案

这是一份2024届高考化学复习讲义第八章水溶液中的离子反应与平衡第七讲沉淀溶解平衡考点一难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用含答案，共10页。
认识思路
考点1 难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
1.沉淀溶解平衡
（1）沉淀溶解平衡的建立
难溶电解质沉淀溶解溶液中的离子v溶解[1] ＞ v沉淀，难溶电解质溶解v溶解[2] ＝ v沉淀，沉淀溶解平衡v溶解[3] ＜ v沉淀，析出沉淀
（2）沉淀溶解平衡的特点
逆、等、动、定、变（适用平衡移动原理）。
2.影响沉淀溶解平衡的因素
（1）内因：难溶电解质本身的性质。
（2）外因：以AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq） ΔH＞0为例。
3.溶度积
（1）溶度积和离子积（或浓度商）
以MmAn（s）⇌mMn＋（aq）＋nAm－（aq）为例：
（2）Ksp的意义
注意 阴、阳离子个数比不相同时，Ksp大的难溶电解质的溶解度不一定大。
（3）Ksp的影响因素
Ksp只与难溶电解质的性质和[29] 温度 有关，而与沉淀的量、离子浓度无关。
4.沉淀溶解平衡的应用
1.易错辨析。
（1）升高温度，沉淀溶解平衡一定正向移动。（ ✕ ）
（2）室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度。（ ✕ ）
（3）难溶电解质达到沉淀溶解平衡时，增加难溶电解质的量，平衡向溶解的方向移动。（ ✕ ）
（4）分别用等体积的蒸馏水和0.01 ml·L－1的盐酸洗涤AgCl沉淀，用水洗涤AgCl的损失量大于用盐酸洗涤AgCl的损失量。（ √ ）
（5）[全国Ⅲ高考]向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，溶液中c（Cl－）c（Br－）不变。（ √ ）
2.已知：Ksp（AgCl）＝1.8×10－10；Ksp（AgBr）＝5.0×10－13；Ksp（AgI）＝8.3×10－17。
上述难溶电解质的溶解能力由小到大的顺序为 AgI＜AgBr＜AgCl 。
3.医学上用作钡餐的物质的化学式为 BaSO4 ，BaCO3 不能 （填“能”或“不能”）用作钡餐，原因是 BaCO3浊液中存在沉淀溶解平衡BaCO3（s）⇌Ba2＋（aq）＋CO32－（aq），CO32－与胃液中的H＋反应，c（CO32－）减小，促进BaCO3溶解，c（Ba2＋）增大，易引起重金属中毒 。
4.[2021海南改编]溶洞里有美丽的钟乳石与石笋，形成钟乳石的化学方程式为 Ca（HCO3）2⇌CaCO3＋CO2↑＋H2O 。
溶洞景区限制参观的游客数量，主要原因之一是游客呼吸产生的气体对钟乳石有破坏作用，从化学平衡的角度说明其原因 钟乳石的主要成分是CaCO3，游客呼出的CO2气体可与
CaCO3发生反应CaCO3＋CO2＋H2O⇌Ca2＋＋2HCO3－，且CO2和H2O反应生成的H＋又使平衡CaCO3（s）⇌Ca2＋（aq）＋CO32－（aq）正向移动，从而使钟乳石遭到破坏 。
5.写出下列反应的离子方程式。
（1）[沉淀的生成]将H2S通入（CH3COO）2Pb溶液中： H2S＋（CH3COO）2PbPbS↓＋2CH3COOH 。
（2）[沉淀的转化][2022海南改编]AgCl悬浊液中滴加KI溶液至过量，白色沉淀全部转化为黄色沉淀： AgCl＋I－AgI＋Cl－ 。
（3）[沉淀的溶解、转化]已知PbSO4不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液： PbSO4＋2CH3COO－（CH3COO）2Pb＋SO42－ 。
6.[实验探究沉淀的转化]Mg（OH）2沉淀与Fe（OH）3沉淀的相互转化实验如图所示。
（1）产生白色沉淀的化学方程式为 MgCl2＋2NaOHMg（OH）2↓＋2NaCl 。
（2）白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式为 3Mg（OH）2＋2FeCl32Fe（OH）3＋3MgCl2 。
研透高考 明确方向
命题点1 沉淀溶解平衡的实验探究
1.[高考组合]由下列实验事实或现象推出的相应结论正确的是（ A ）
解析 将CuS投入稀硫酸中，CuS存在沉淀溶解平衡，电离出的S2－的浓度很小，与H＋反应不能生成H2S气体，而将FeS投入稀硫酸中可以得到H2S气体，说明Ksp（FeS）＞Ksp（CuS），A项正确；因为I－、Cl－的浓度相等，所以先生成的沉淀的溶度积小，生成的黄色沉淀为AgI，则Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl），B项错误；对于组成类似（阴、阳离子个数比相同）的难溶电解质，溶度积大的易转化为溶度积小的，C项错误；欲验证Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），应向ZnS悬浊液中滴加CuSO4溶液，观察是否有黑色沉淀生成，而不是向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加 CuSO4溶液，D项错误。
命题拓展
[变式拓展]下列说法正确的是（ A ）
A.向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液，一支试管中产生黄色沉淀，另一支试管中无明显现象，说明Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl）
B.室温下，向浓度均为0.1 ml·L－1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液，出现白色沉淀，说明Ksp（BaSO4）＜Ksp（CaSO4）
C.将稀硫酸与Na2S反应产生的气体不断通入AgNO3与AgCl的浊液中，白色沉淀逐渐变为黑色沉淀，说明Ksp（AgCl）＞Ksp（Ag2S）
解析 A项，根据题中描述可知黄色沉淀为AgI，另一支试管中无明显现象，说明没有AgCl析出，证明Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl），正确。B项，BaSO4和CaSO4均为白色沉淀，根据该实验现象不能判断出二者的Ksp的相对大小，错误。 C项，稀硫酸与Na2S反应可产生H2S，通入AgNO3与AgCl的浊液中，虽然白色沉淀变成黑色沉淀，但不断通入H2S时，c（S2－）增大，不能确定Ksp（AgCl）与Ksp（Ag2S）的相对大小，错误。
技巧点拨
Ksp大小的比较
1.根据沉淀的先后顺序判断Ksp大小。
难溶物的类型相同时，用含等浓度的不同阳离子（或阴离子）的溶液滴定某溶液时，先沉淀者Ksp小。如：
①向c（Cl－）＝c（Br－）的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，先出现淡黄色沉淀，则AgBr的Ksp比AgCl的小。
②向c（Fe3＋）＝c（Al3＋）的混合溶液中滴加少量氨水，先出现红褐色沉淀，则Fe（OH）3的Ksp比Al（OH）3的小。
③向c（Zn2＋）＝c（Cu2＋）的混合溶液中滴加少量Na2S溶液，先出现黑色沉淀，则CuS的Ksp比ZnS的小。
2.根据沉淀转化判断Ksp大小。
难溶物的类型相同时，向难溶物A的悬浊液中滴加少量某溶液，A沉淀转化为B沉淀，则B的Ksp比A的小。
如向ZnS的悬浊液中加入CuSO4溶液，白色沉淀逐渐转化为黑色沉淀，则CuS的Ksp比ZnS的小。
3.根据温度判断。
一般温度升高，Ksp增大[Ca（OH）2的Ksp例外]。
2.[北京高考]实验：①0.1 ml·L－1 AgNO3溶液和0.1 ml·L－1 NaCl溶液等体积混合得到浊液a，过滤得到滤液b和白色沉淀c；②向滤液b中滴加0.1 ml·L－1 KI溶液，出现浑浊；③向沉淀c中滴加0.1 ml·L－1 KI溶液，沉淀变为黄色。下列分析不正确的是（ B ）
A.浊液a中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq）
B.滤液b中不含有Ag＋
C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgI
D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶
解析 由实验现象和反应原理可知，浊液a为含有AgCl及硝酸钠的浊液，滤液b为硝酸钠溶液（含极少量的Ag＋、Cl－），白色沉淀c为AgCl，②中出现的浑浊为AgI，③中的黄色沉淀为AgI。浊液a中存在AgCl的沉淀溶解平衡，A项正确；由选项A可知滤液b中含有Ag＋，B项错误；③中的黄色沉淀为AgI，是由AgCl电离出的Ag＋与I－结合生成的， C项正确；实验②和实验③均说明AgI比AgCl更难溶， D项正确。
命题点2 温度、浓度对沉淀溶解平衡的影响
3.[海南高考]某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸，下列说法正确的是（ C ）
A.AgCl的溶解度、Ksp均减小
B.AgCl的溶解度、Ksp均不变
C.AgCl的溶解度减小，Ksp不变
D.AgCl的溶解度不变，Ksp减小
解析 AgCl的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）⇌Ag＋（aq）＋Cl－（aq），加入少量稀盐酸，c（Cl－）增大，沉淀溶解平衡向逆反应方向移动，AgCl的溶解度减小，但Ksp只与温度有关，故Ksp不变，C项正确。
命题点3 沉淀反应及其应用
4.[2022全国乙]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：
（1）在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为 PbSO4（s）＋CO32－（aq）PbCO3（s）＋SO42－（aq） ，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因 该反应的K＝c（SO42－）c（CO32－）＝Ksp（PbSO4）Ksp（PbCO3）＝2.5×10－87.4×10－14≈3.4×105，反应正向进行的程度很大，可以进行到底 。
（2）在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是 反应BaSO4（s）＋CO32－（aq）⇌BaCO3（s）＋SO42－（aq）的K＝c（SO42－）c（CO32－）＝Ksp（BaSO4）Ksp（BaCO3）＝1.1×10－102.6×10－9≈0.04，反应正向进行的程度很小 。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸（HAc），还要加入H2O2。
（i）能被H2O2氧化的离子是 Fe2＋ ；
（ii）H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb（Ac）2，其化学方程式为 Pb＋H2O2＋2HAcPb（Ac）2＋2H2O ；
（iii）H2O2也能使PbO2转化为Pb（Ac）2，H2O2的作用是 作还原剂 。
（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 Al（OH）3、Fe（OH）3 。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有 Ba2＋、Na＋ 。
解析 加入Na2CO3使PbSO4（s）转化为PbCO3（s），便于后续的酸浸；通过酸浸，铅元素全部转化为可溶性的Pb（Ac）2，过滤后在滤液中加入NaOH溶液，使Pb（Ac）2转化为Pb（OH）2，Pb（OH）2加热分解得到PbO。（1） PbCO3的Ksp远小于PbSO4的Ksp，PbSO4易转化为PbCO3，且进行较为彻底。（2）BaCO3的Ksp大于BaSO4的Ksp，生成BaCO3沉淀的反应进行的程度也很小。（3）?Fe2＋具有还原性，能被H2O2氧化；?H2O2能氧化Pb，使其转化成Pb2＋，Pb2＋再与Ac－结合生成Pb（Ac）2，依据氧化还原反应的规律，即可写出反应的化学方程式；?PbO2通过与H2O2、HAc反应转化为Pb（Ac）2，发生氧化还原反应，Pb化合价降低，H2O2作还原剂。（4）根据题给信息，当pH＝4.9时，Al3＋、Fe3＋完全转化为Al（OH）3、Fe（OH）3。（5）加入NaOH溶液，发生沉铅的反应为Pb（Ac）2＋2NaOHPb（OH）2↓＋2NaAc，故滤液中含有的金属阳离子有Na＋以及未沉淀的Ba2＋。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
认识难溶电解质在水溶液中存在沉淀溶解平衡，了解沉淀的生成、溶解与转化
难溶电解质的沉淀溶解平衡及其应用
2023北京，T14；2023年6月浙江，T15；2023年1月浙江，T15；2022全国乙，T26；2020全国Ⅱ，T9
1.证据推理与模型认知：建立难溶电解质的沉淀溶解平衡模型，分析沉淀的溶解和生成，Ksp的相关计算。
2.变化观念与平衡思想：能利用溶液中的离子反应和平衡，解释实验室、生产和生活中的问题；能基于沉淀溶解平衡移动规律，推测溶液中的平衡移动及其结果；能基于溶液中的离子反应和平衡，设计实验，解决问题；能从类别、氧化还原、水解等角度推测沉淀溶解平衡体系中可能存在的反应；能设计实验探究溶液中的离子反应和平衡问题
有关Ksp的计算
2022山东，T14；2021江苏，T17；2021湖北，T16；2021海南，T16
命题分析
预测
1.结合盐类水解知识，分析微粒浓度的关系，沉淀的生成、转化等在实际生产、生活中的应用，运用金属离子的水解知识除去工艺流程中的相关杂质，是高考命题的热点。
2.预计2025年高考在工艺流程中的除杂阶段仍会出现借助杂质离子形成沉淀的方法使杂质分离除去的问题设计，其中Ksp的相关计算是考查的热点
外界条件
平衡移动方向
平衡后c（Ag＋）
平衡后c（Cl－）
Ksp
升高温度
[4] 正向
[5] 增大
[6] 增大
[7] 增大
加水稀释
[8] 正向
[9] 不变
[10] 不变
[11] 不变
加入少量
AgNO3（s）
[12] 逆向
[13] 增大
[14] 减小
[15] 不变
通入HCl
[16] 逆向
[17] 减小
[18] 增大
[19] 不变
通入H2S
[20] 正向
[21] 减小
[22] 增大
[23] 不变
溶度积
离子积（或浓度商）
概念
沉淀溶解平衡的平衡常数
溶液中有关离子浓度幂的乘积
符号
Ksp
Qc（或Q）
表达式
Ksp＝[24] cm（Mn＋）·cn（Am－） （浓度都是平衡浓度）
Qc＝[25] cm（Mn＋）·cn（Am－） （浓度是任意浓度）
应用
判断一定条件下沉淀能否生成或溶解
①Qc[26] ＞ Ksp：溶液过饱和，有沉淀析出；
②Qc[27] ＝ Ksp：溶液饱和，沉淀与溶解处于平衡状态；
③Qc[28] ＜ Ksp：溶液未饱和，无沉淀析出
沉
淀
的
生
成
（1）调节pH法。通过控制溶液的酸碱性，可以使某些金属阳离子转化为氢氧化物沉淀。工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，将含杂质的氯化铵溶于水，再加入[30] 氨水 调节pH，可使Fe3＋生成 Fe（OH）3沉淀而除去，发生的反应为[31] Fe3＋＋3NH3·H2O Fe（OH）3↓＋3NH4＋ （填离子方程式）。
（2）加沉淀剂法。加入适当沉淀剂，使某些金属阳离子转化为沉淀。以Na2S作沉淀剂处理工业废水中的金属离子Cu2＋、Hg2＋，发生的反应分别为[32] Cu2＋＋S2－CuS↓ 、[33] Hg2＋＋S2－ HgS↓ 。
（3）氧化还原法。改变某离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质，便于分离出来。例如将Fe2＋氧化为Fe3＋，从而生成更难溶的[34] Fe（OH）3 沉淀而除去
沉
淀
的
溶
解
（1）酸、碱溶解法。如用盐酸溶解Cu（OH）2：[35] Cu（OH）2＋2H＋ Cu2＋＋2H2O （填离子方程式）。
（2）盐溶解法。如用NH4Cl溶液溶解Mg（OH）2：Mg（OH）2（s）⇌Mg2＋（aq）＋2OH－（aq），[36] NH4＋＋OH－⇌NH3·H2O （填离子方程式）。
（3）配位溶解法。加入某试剂与溶液中的某种离子形成稳定配合物，使该离子的浓度减小。如溶解AgCl可加入NH3·H2O：[37] Ag＋＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]＋＋2H2O （填离子方程式）。
（4）氧化还原溶解法。采用氧化性酸溶解金属硫化物（如CuS、HgS等）。如用稀HNO3溶解CuS：[38] 3CuS＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋3S＋2NO↑＋4H2O
沉
淀
的
转
化
一般来说，若难溶电解质类型相同，则Ksp较大的沉淀[39]易 转化为Ksp较小的沉淀。沉淀的溶解能力差别越大，越容易转化。
（1）锅炉除水垢
除水垢[CaSO4（s）Na2CO3CaCO3（s）盐酸Ca2＋（aq）]反应为[40] CaSO4（s）＋Na2CO3（aq）⇌ CaCO3（s）＋Na2SO4（aq） 、[41] CaCO3＋2HCl CaCl2＋CO2↑＋H2O 。
（2）矿物转化
ZnS（闪锌矿的主要成分）遇CuSO4溶液转化为CuS（铜蓝的主要成分）的反应为[42] ZnS（s）＋Cu2＋（aq）⇌ CuS（s）＋Zn2＋（aq） （填离子方程式）
选项
实验事实或现象
结论
A
[天津高考改编]FeS溶于稀硫酸，而CuS不溶于稀硫酸
Ksp（FeS）＞Ksp（CuS）
B
[江苏高考]向浓度均为 0.05 ml·L－1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp（AgI）＞Ksp（AgCl）
C
[全国Ⅰ高考]将0.1 ml·L－1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 ml·L－1 CuSO4溶液，先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀
Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的大
D
[天津高考改编]向含有ZnS和 Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液，生成黑色沉淀
Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS）
难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10－8
7.4×10－14
1.1×10－10
2.6×10－9
金属氢氧化物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Al（OH）3
Pb（OH）2
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1